KR20100089854A - 개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재 - Google Patents

개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재 Download PDF

Info

Publication number
KR20100089854A
KR20100089854A KR1020107011212A KR20107011212A KR20100089854A KR 20100089854 A KR20100089854 A KR 20100089854A KR 1020107011212 A KR1020107011212 A KR 1020107011212A KR 20107011212 A KR20107011212 A KR 20107011212A KR 20100089854 A KR20100089854 A KR 20100089854A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
substrate
oxide
barrier
layers
Prior art date
Application number
KR1020107011212A
Other languages
English (en)
Inventor
엠마뉘엘 페테르
에리크 구아르데
Original Assignee
쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌩-고벵 글래스 프랑스 filed Critical 쌩-고벵 글래스 프랑스
Publication of KR20100089854A publication Critical patent/KR20100089854A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
    • C03C17/3435—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising a nitride, oxynitride, boronitride or carbonitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3668—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties
    • C03C17/3671—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties specially adapted for use as electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3668—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties
    • C03C17/3678—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties specially adapted for use in solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03923—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including AIBIIICVI compound materials, e.g. CIS, CIGS
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03925—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including AIIBVI compound materials, e.g. CdTe, CdS
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은, 전극을 형성하는 박층의 스택과 조합되고, 상기 스택은 알칼리 금속에 대한 배리어인 하부층, 및 산화에 대한 보호용 상부층으로 코팅된 전기전도성 층을 포함하며, 상기 스택은 열처리 동안 산화될 수 있는 금속 블로킹 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명한 유리 기재에 관한 것이다.

Description

개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재 {GLASS SUBSTRATE COATED WITH LAYERS WITH IMPROVED RESISTIVITY}
본 발명은 특히 유리 기재 상 상당한 가치를 갖는 산화물을 기재로 하는 투명한 전도성 층에 관한 것이다. 이러한 투명한 층은 "투명한 전도성 산화물"의 경우 일반적으로 TCO로 칭해진다.
이들의 예로는 주석으로 도핑된 인듐 산화물의 층 (ITO, 인듐 주석 산화물), 불소로 도핑된 주석 산화물의 층 (SnO2:F), 또는 알루미늄으로 도핑된 아연 산화물을 기재로 하는 층 (ZnO:Al) 또는 붕소로 도핑된 아연 산화물을 기재로 하는 층 (ZnO:B)이 있다.
이러한 물질은 일반적으로 화학 공정, 예를 들어 화학 증착법 (CVD), 아마도 플라즈마 강화된 화학 증착법 (PECVD), 또는 물리적 공정, 예를 들어 아마도 자기장에 의해 보조되는 (마그네트론 스퍼터링(Magnetron sputtering)) 진공 캐쏘드 스퍼터링 침착법(vacuum cathodic sputtering deposition)에 의해 침착된다.
그러나, 목적하는 전기 전도성 또는 오히려 목적하는 낮은 저항성을 얻기 위하여, TCO를 기재로 하는 전극 코팅을 약 수백 나노미터의 비교적 큰 물리적 두께로 침착시켜야 하며, 이는 이러한 물질이 박막으로 침착될 경우 이러한 물질의 가격을 고려하면 많은 비용이 든다.
현재, 최적의 전기적 특성을 얻기 위하여, TCO가 뜨거울 때 침착시킨다. 그러나, 이러한 침착 방법은 열의 공급을 필요로 하며, 이는 제조 비용을 훨씬 더 증가시킨다.
TCO를 기재로 하는 전극 코팅의 또다른 주요 단점은, 선택된 물질의 경우 물리적 두께가 커질수록 전도성은 커지지만 투명성은 저하되고, 반대로 물리적 두께가 작아질수록 투명성은 커지지만 전도성은 저하되기 때문에, 그의 물리적 두께가 항상 최종적으로 수득된 전기 전도성과 최종적으로 수득된 투명성 사이의 절충안이라는 점에 있다.
따라서, TCO를 기재로 하는 전극 코팅을 사용하여 전극 코팅의 전도성 및 그의 투명성을 독립적으로 최적화시킬 수 없다.
TCO의 또다른 문제점은 그것을 다양한 용도: 평판 램프(flat lamp), 전계발광 유리, 전기변색 유리, 액정 디스플레이 스크린, 플라즈마 스크린, 광전지, 가열 유리, 저 방사성 유리에서 다수의 제품에 전극으로 사용하는 것으로부터 기인한다.
유리 기재에 그의 역학적 강도를 제공하기 위하여, 다수의 이러한 제품은 강인화(toughening)와 같은 열 처리를 겪어야 한다. 강인화 동안 스택은 주위 분위기하에 수분 동안 약 620℃에 노출된다. 불행하게도, 대부분의 TCO의 전기적 특성은 그의 강인화 동안 TCO의 산화 및 유리로부터 알칼리의 이동으로 인하여 매우 열화된다.
현존 해결법 (예를 들어, WO2007018951호 또는 US20070029186호에 기재된 것)은 배리어(barrier) 층 중 TCO를 캡슐화하여 (하부층으로 인하여) 알칼리의 이동에 대해 보호하고 (상부층으로 인하여) 산화에 대해 보호하도록 제안한다. 그러나, 이러한 배리어 층이 강인화 동안 TCO의 열화를 완화시킬 수 있지만, 그것을 개선하지는 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 TCO의 광학 및 전기 전도성이 모두 열 처리 단계에 의해 영향을 받지 않고, 이에 의해 심지어 개선되는 TCO를 위한 해결법을 제공하여 선행 기술의 단점을 극복하는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전극을 형성하는 박층의 스택과 조합되고, 상기 스택은 알칼리에 대한 배리어인 배리어 하부층, 산화에 대한 보호용 상부층으로 코팅된 전기전도성 층을 포함하고, 상기 스택은 열 처리 동안 산화될 수 있는 금속 블로킹 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명한 유리 기재이다.
이러한 블로킹 층의 존재로 인하여, 저온 침착 방법(cold deposition method)에 의해 고온 침착 방법(hot deposition method)에 의해 수득되는 것과 동일한 성능을 수득할 수 있으며, 열 처리 후에 수득되는 성능은 열 처리 전에 수득되는 것과 비교하여 개선된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 다음의 방식 중 어느 것을 사용할 수 있다:
- 금속 블로킹 층이 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 티타늄, 크롬, 니켈, 니오븀, 아연, 주석을 기재로 함,
- 금속 블로킹 층의 두께가 0.5 내지 20 nm, 바람직하게는 0.5 내지 10 nm임,
- 금속 블로킹 층이 전기전도성 층의 하부에 위치함,
- 금속 블로킹 층이 전기전도성 층의 상부에 위치함,
- 블로킹 층이 전기전도성 층의 상부 및 하부에 위치하며, 블로킹 층 각각을 형성하는 물질은 동일함,
- 블로킹 층이 전기전도성 층의 상부 및 하부에 위치하며, 블로킹 층 각각을 형성하는 물질은 상이함,
- 배리어 하부층이 유전 물질을 기재로 함,
- 유전 물질이 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 규소 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 알루미늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 티타늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 지르코늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드를 기재로 함,
- 배리어 하부층의 두께가 3 내지 250 nm, 바람직하게는 10 내지 200 nm, 및 실질적으로 20 내지 25 nm에 근접함,
- 산화에 대한 보호용 상부층이 알칼리 배리어 하부층과 동일함,
- 전기전도성 층이 Sn, Zn, Ti 또는 In으로 도핑된 산화물, 예컨대 SnO2:F, SnO2:Sb, ZnO:Al, ZnO:Ga, InO:Sn, ZnO:In 또는 TiO2:Nb를 기재로 함.
이러한 방식으로, 본 발명은 유리 기재에 대한 역학적 강도가 전기장의 존재하에 고온에서 영향을 받지 않는 광전지에 적합한 층의 스택을 수득할 수 있게 한다. 이러한 상당한 개선은 큰 유리 면적 (최대폭 플롯(full-width float), 프랑스어로 PLF)에 대해 얻어질 수 있는데, 이는 이러한 치수와 상용성인 침착 절차가 관련된 층에 대해 이용가능하기 때문이다.
또한, 전기적 특성과 관련하여, 열처리를 겪은 후에 전극의 비저항이 개선된다. 이러한 방식으로, 본 발명의 기재의 투명한 전기전도성 층은 광전지 전극을 구성할 수 있다.
부수적으로, 본 발명의 투명한 기재는 유리 기재 상 투명한 전기전도성 층의 것과 비교하여 개선된 광학 특성, 즉 감소된 훈색, 반사시 보다 균일한 비색계, 증가된 투과성을 갖는다.
광을 수집할 수 있는 부재 (태양 전지 또는 광전지)가 이후에 기재될 것이다.
유리 기능을 갖는 투명한 기재는, 예를 들어 알칼리를 함유하는 유리, 예컨대 소다-석회-실리카 유리로 제조될 수 있다. 또한, 그것은 열가소성 중합체, 예컨대 폴리우레탄 또는 폴리카르보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트일 수 있다.
유리 기능을 갖는 기재의 중량의 대부분 (즉 98 중량％ 이상) 또는 심지어 전부가 최고의 가능한 투명성 및 바람직하게는 용품 (태양 모듈)에 유용한 스펙트럼의 부분 (일반적으로, 스펙트럼은 380 내지 1200 nm 범위임)에서 0.01 mm-1 미만의 선형 흡수성을 갖는 물질(들)로 제조된다.
기재는 다양한 황동석 기술 (CIS, CIGS, CIGSe2 등)의 광전지, 또는 규소-기재 기술 (이 경우, 비정질 또는 미정질일 수 있음)에 속하는 광전지, 또는 카드뮴 텔루라이드(CdTe)를 사용하는 기술에 속하는 광전지를 위한 보호용 플레이트로 사용될 경우 0.5 내지 10 mm 범위의 총 두께를 가질 수 있다.
또한, 50 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 갖는 두꺼운 층의 형태로 침착된 다결정성 규소의 웨이퍼를 기재로 하는 또다른 부류의 흡수제가 존재한다.
기재가 보호용 플레이트로 사용될 경우, 이 플레이트를 그것이 유리로 만들어질 경우 (예를 들어, 강인화 유형의) 열 처리를 겪게 하는 것이 유리할 수 있다.
통상적으로, 광선을 향하는 기재의 전면 (즉, 외부 표면)을 A로 나타내고, 태양 모듈의 나머지 층을 향하는 기재의 배면 (즉, 내부 표면)을 B로 나타낸다.
기재의 표면 B는 본 발명의 절차에 따라 박층의 스택으로 코팅한다.
이러한 방식으로, 기재의 표면의 적어도 한 부분을 알칼리에 대한 배리어인 배리어 층으로 코팅한다. 이러한 알칼리 배리어 층은 유전 물질을 기재로 하며, 이러한 유전 물질은 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 규소 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 알루미늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 지르코늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드를 기재로 한다. 배리어 층의 두께는 3 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm, 및 실질적으로 20 내지 25 nm에 근접한다.
예를 들어, 규소 질화물을 기재로 하는 이러한 알칼리 배리어 층은 화학량론적 양이 아닐 수 있다. 그것은 본래 화학량론적 양 미만 또는 심지어 화학량론적 양 초과일 수 있다.
기재의 표면 B 상에 이러한 배리어 층의 존재는 유리로부터 상부 활성 층으로 향하는 Na의 확산을 방지하거나 심지어 막을 수 있게 한다.
TCO (투명한 전도성 산화물)로 제조된 전기전도성 층을 이러한 배리어 층 상에 침착시킨다. 그것은 다음의 물질: 특히 불소 또는 안티몬으로 도핑된, 도핑된 주석 산화물 (CVD 침착의 경우에 사용될 수 있는 전구체는 불소산 또는 트리플루오로아세트산 유형의 불소 전구체와 조합된 주석 유기금속 또는 할로겐화물일 수 있음); 특히 알루미늄으로 도핑된, 도핑된 아연 산화물 (CVD 침착의 경우에 사용될 수 있는 전구체는 아연 및 알루미늄 유기금속 또는 할로겐화물일 수 있음); 또는 특히 주석으로 도핑된, 도핑된 인듐 산화물 (CVD 침착의 경우에 사용될 수 있는 전구체는 주석 및 인듐 유기금속 또는 할로겐화물일 수 있음)로부터 선택될 수 있다.
변법으로, 예를 들어 ZnO로 제조된 TCO 층은 또한 금속 또는 세라믹 타겟을 사용하는 스퍼터링에 의해 침착될 수 있다.
또한, 이러한 전도성 층은 가능한 한 투명하여야 하며, 기능성 층을 구성하는 물질의 흡수 스펙트럼에 상응하는 모든 파장에서 높은 광투과율을 가져서 태양 모듈의 에너지 변환 효율을 불필요하게 감소시키지 않아야 한다. 이러한 전기전도성 층의 두께는 50 내지 1500 nm, 바람직하게는 200 내지 800 nm, 및 실질적으로 500 nm에 근접한다.
전도성 층은 스퀘어 당 40 ohm 이하, 특히 스퀘어 당 30 ohm 이하의 시트 저항을 갖는다.
그 후, 전기전도성 층은 알칼리의 이동에 대한 보호용 배리어 층과 유사한 산화에 대한 보호용 층으로 피복된다. 실질적으로 유사한 구성 및 두께를 갖는다면, 화학량론적 양이 아닐 수 있다.
본 발명의 유리한 특성에 따라, 하나 이상의 금속 블로킹 층을 전극을 형성하는 스택에 혼입하며, 전극은 산화되고, 전극의 열 처리 동안, 보다 정확하게는 예를 들어 상기 전극으로 코팅된 기재의 강인화 동안 관심 금속의 산화물 층을 형성할 가능성을 가질 것이다.
금속 블로킹 층은 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 티타늄, 니켈, 크롬, 니오븀을 기재로 할 것이다.
이러한 블로킹 층은 본 발명의 일 실시양태에 따라, 전기전도성 층 하부에 알칼리 배리어 층과 접촉하여 위치하거나, 본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 전기전도성 층 상부에 산화에 대한 보호용 층과 접촉하여 위치하거나, 또다른 실시양태 변법에 따라, 전기전도성 층의 상부 및 하부에 위치한다.
유사하게, 본 발명의 변형 실시양태에 따라, 상부 및 하부에 위치하는 블로킹 층은 동일한 물질 또는 상이한 물질로 이루어질 것이다.
이러한 금속 블로킹 층의 두께는 0.5 내지 20 nm, 바람직하게는 0.5 내지 10 nm이다.
이러한 방식으로 생성되고 전극을 형성하는 박층의 스택은 광선과 전기 에너지 사이에 에너지 변환을 허용하는 흡수제를 기재로 하는 기능성 층으로 피복된다.
기능성 층으로서, 예를 들어 CIS, CIGS 또는 CIGSe2를 기재로 하는 황동석 흡수제, 또는 예를 들어, 비정질 규소 또는 미정질 규소를 기재로 하는 박층으로서 규소-기재 흡수제, 또는 카드뮴 텔루라이드를 기재로 하는 흡수제를 사용하는 것이 가능할 것이다.
제2 전극을 형성하기 위하여, 기능성 층을 아마도 투명한 통상적으로 TCO 유형의 전도성 층 또는 예를 들어, 금속 물질 또는 금속 산화물로서 몰리브덴을 기재로 하는 것과 같은 비-투명 유형의 전도성 층으로 피복한다. 통상적으로, 이러한 전극 층은 ITO (인듐 주석 산화물)을 기재로 하거나, 금속 (은, 구리, 알루미늄, 몰리브덴)으로 제조되거나, 불소로 도핑된 주석 산화물로 제조되거나, 도핑된 아연 산화물로 제조된다.
박층의 조립체를, 예를 들어 PU, PVB 또는 EVA로 제조된 라미네이션 중간층 또는 캡슐화제를 통해 2개의 기재 사이에 트랩(trap)시켜 태양 전지를 형성한다.
종래 기술의 실시예가 하기에 제공된다.
Figure pct00001
종래 기술의 이러한 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 시트 저항은 단지 산화 및 알칼리에 대한 배리어인 배리어 층이 두꺼울 경우에만 강인화 후에 개선될 수 있다. 이 경우, 층의 박리의 위험 (기재에 대한 접착성의 문제)이 증가하며, 이러한 박리는 육안으로 관찰된다.
본 발명에 따른 실시양태의 실시예가 하기에 제공된다.
Figure pct00002
비저항은 종래 기술의 실시예와 비교하여 강인화 후에 현저하게 감소한다. 전기적 특성에서 이러한 개선은 역학적 특성을 손상시키지 않으며 (박리 문제를 일으키지 않음), 알칼리 배리어 층 및 산화에 대한 보호용 층의 두께는 종래 기술에서 사용된 것보다 현저하게 작다.
유사한 결과가 티타늄 또는 니켈 또는 크롬 또는 니오븀으로 제조된 금속 블로킹 층 대신, 실질적으로 예를 들어 아연 산화물로 제조된 전도성 층의 두께의 10％에 상응하는 약간 더 두꺼운 두께를 가짐에도 불구하고, ITO (인듐 주석 산화물)의 층을 사용하여 얻어진다는 것을 인지할 수 있다.
유사한 결과가 블로킹 층을 위한 또다른 물질을 사용하여 얻어진다는 것을 보여주는 본 발명에 따른 실시양태의 다른 실시예가 제공될 것이다.
본 발명의 또다른 장점, 즉 광 투과성이 강인화 후에 현저하게 개선된다는 것을 인지할 수 있다.
Figure pct00003
하기 실시예는 전기전도성 층의 하부에 블로킹 층의 존재로 인해 수득되는 장점을 증명한다.
실시예 1: 현재 기술: 강인화를 견디기 위한 Si3N4 중 AZO의 캡슐화
Figure pct00004
실시예 2는 하부 Si3N4의 감소가 강인화 후에 Rsq를 증가시킨다는 것을 보여준다.
Figure pct00005
실시예 3은 전기전도성 층 하부에 블로킹 층을 부가하면 Rsq의 증가없이 하부 Si3N4의 두께가 25 nm로 감소될 수 있게 한다는 것을 보여준다.
또한, 이 실시예는 하부 Si3N4와는 달리, 상부 Si3N4의 두께가 25 nm에서 Rsq에 영향을 미치지 않고 감소될 수 있다는 것을 보여주며, 또한 전기전도성 층의 상부에 위치한 블로킹 층이 전혀 필요하지 않다는 것을 보여준다.
Figure pct00006

Claims (13)

  1. 전극을 형성하는 박층의 스택과 조합되고, 상기 스택은 알칼리에 대한 배리어인 배리어 하부층, 산화에 대한 보호용 상부층으로 코팅된 전기전도성 층을 포함하고, 상기 스택은 열 처리 동안 산화될 수 있는 금속 블로킹 층을 포함하며, 이러한 블로킹 층은 전기전도성 층 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 투명한 유리 기재.
  2. 제1항에 있어서, 금속 블로킹 층이 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 티타늄, 크롬, 니켈, 니오븀, 아연, 주석을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 기재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 블로킹 층의 두께가 0.5 내지 20 nm, 바람직하게는 0.5 내지 10 nm인 것을 특징으로 하는 기재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 블로킹 층이 전기전도성 층의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 기재.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 블로킹 층이 전기전도성 층의 상부 및 하부에 위치하고, 각각의 블로킹 층을 형성하는 물질이 상이한 것을 특징으로 하는 기재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 하부층이 유전 물질을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 기재.
  7. 제6항에 있어서, 유전 물질이 단독으로 또는 혼합하여 사용되는 규소 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 알루미늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 티타늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 지르코늄 질화물, 산화물 또는 옥시니트라이드를 기재로 하는 것을 특징으로 하는 기재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 하부층의 두께가 3 내지 250 nm, 바람직하게는 10 내지 200 nm, 및 실질적으로 15 내지 25 nm에 근접한 것을 특징으로 하는 기재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 산화에 대한 보호용 상부층이 알칼리 배리어 하부층과 동일한 것을 특징으로 하는 기재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 전기전도성 층이 Sn, Zn, Ti 또는 In으로 도핑된 산화물, 예컨대 SnO2:F, SnO2:Sb, ZnO:Al, ZnO:Ga, InO:Sn, ZnO:In 또는 TiO2:Nb를 기재로 하는 것을 특징으로 하는 기재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전기전도성 층의 두께가 50 내지 1500 nm, 바람직하게는 200 내지 800 nm, 및 실질적으로 500 nm에 근접한 것을 특징으로 하는 기재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 전극의 비저항이 열처리를 수행한 후에 감소되는 것을 특징으로 하는 기재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 기재를 포함하는 광전지.
KR1020107011212A 2007-10-25 2008-10-22 개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재 KR20100089854A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0758571 2007-10-25
FR0758571A FR2922886B1 (fr) 2007-10-25 2007-10-25 Substrat verrier revetu de couches a resistivite amelioree.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100089854A true KR20100089854A (ko) 2010-08-12

Family

ID=39471922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107011212A KR20100089854A (ko) 2007-10-25 2008-10-22 개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100282301A1 (ko)
EP (1) EP2212258A2 (ko)
JP (1) JP5330400B2 (ko)
KR (1) KR20100089854A (ko)
CN (1) CN101910082A (ko)
FR (1) FR2922886B1 (ko)
WO (1) WO2009056732A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012138194A3 (en) * 2011-04-08 2013-01-10 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and manufacturing method thereof

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011005474A1 (en) * 2009-06-22 2011-01-13 First Solar, Inc. Method and apparatus for annealing a deposited cadmium stannate layer
KR101240900B1 (ko) * 2009-07-29 2013-03-08 삼성코닝정밀소재 주식회사 태양전지 기판
KR101134595B1 (ko) * 2009-07-29 2012-04-09 삼성코닝정밀소재 주식회사 태양전지 기판, 태양전지 기판 제조 방법 및 태양전지
JP5381562B2 (ja) * 2009-09-29 2014-01-08 大日本印刷株式会社 薄膜太陽電池及びその製造方法
FR2956925B1 (fr) * 2010-03-01 2012-03-23 Saint Gobain Cellule photovoltaique
FR2956924B1 (fr) * 2010-03-01 2012-03-23 Saint Gobain Cellule photovoltaique incorporant une nouvelle couche tco
FR2961953B1 (fr) * 2010-06-25 2012-07-13 Saint Gobain Cellule comprenant un matériau photovoltaïque a base de cadmium
FR2961954B1 (fr) 2010-06-25 2012-07-13 Saint Gobain Cellule comprenant un materiau photovoltaique a base de cadmium
US9444003B2 (en) * 2010-07-27 2016-09-13 Indiana University Research And Technology Corporation Layer-by-layer nanoassembled nanoparticles based thin films for solar cell and other applications
FR2977078B1 (fr) * 2011-06-27 2013-06-28 Saint Gobain Substrat conducteur pour cellule photovoltaique
KR101380509B1 (ko) * 2011-08-12 2014-04-01 (주)엘지하우시스 저온 금속 증착공정을 적용한 열변색성 유리의 제조방법 및 이에 의한 열변색성 유리
JPWO2013031978A1 (ja) * 2011-08-31 2015-03-23 旭硝子株式会社 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN102403378B (zh) * 2011-11-17 2014-03-05 华中科技大学 一种具有量子点结构的柔性薄膜太阳能电池及其制备方法
FR2988387B1 (fr) * 2012-03-21 2017-06-16 Saint Gobain Vitrage de controle solaire
DE102012105810B4 (de) * 2012-07-02 2020-12-24 Heliatek Gmbh Transparente Elektrode für optoelektronische Bauelemente
CN104584252B (zh) 2012-07-02 2018-11-02 赫里亚泰克有限责任公司 用于光电构件的透明电极
US20140272455A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Intermolecular Inc. Titanium nickel niobium alloy barrier for low-emissivity coatings
FR3012133B1 (fr) * 2013-10-17 2021-01-01 Saint Gobain Procede d'obtention d'un substrat revetu par un empilement comprenant une couche d'oxyde transparent conducteur
CN103803808A (zh) * 2014-02-22 2014-05-21 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种大面积制备透明导电膜玻璃的方法
DE102017102377B4 (de) 2017-02-07 2019-08-22 Schott Ag Schutzverglasung, thermisches Prozessaggregat und Verfahren zur Herstellung einer Schutzverglasung
CN107452818A (zh) * 2017-08-16 2017-12-08 蚌埠兴科玻璃有限公司 一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池背电极及其制备方法
CN108863102A (zh) * 2018-06-27 2018-11-23 广东旗滨节能玻璃有限公司 一种含铟涂层阻隔有害光线的玻璃膜层及其制造方法
GB2582886B (en) * 2018-10-08 2023-03-29 Pilkington Group Ltd Process for preparing a coated glass substrate
CN111129207B (zh) * 2018-11-01 2022-02-08 杭州朗旭新材料科技有限公司 锡酸镉透明导电膜、碲化镉电池制备方法及薄膜太阳电池
CN109704592B (zh) * 2019-01-29 2021-12-17 西安理工大学 氟掺杂二氧化钛的纳米阵列电致变色薄膜及其制备方法
CN109704591B (zh) * 2019-01-29 2021-10-22 西安理工大学 可见-近红外双频调制的单相电致变色薄膜及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5963773A (ja) * 1982-10-01 1984-04-11 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜太陽電池
US5270517A (en) * 1986-12-29 1993-12-14 Ppg Industries, Inc. Method for fabricating an electrically heatable coated transparency
US5101260A (en) * 1989-05-01 1992-03-31 Energy Conversion Devices, Inc. Multilayer light scattering photovoltaic back reflector and method of making same
JP2784841B2 (ja) * 1990-08-09 1998-08-06 キヤノン株式会社 太陽電池用基板
SG45418A1 (en) * 1991-10-30 1998-01-16 Asahi Glass Co Ltd Method of making a heat treated coated glass
US5229194A (en) * 1991-12-09 1993-07-20 Guardian Industries Corp. Heat treatable sputter-coated glass systems
US5344718A (en) * 1992-04-30 1994-09-06 Guardian Industries Corp. High performance, durable, low-E glass
US5376455A (en) * 1993-10-05 1994-12-27 Guardian Industries Corp. Heat-treatment convertible coated glass and method of converting same
US5756192A (en) * 1996-01-16 1998-05-26 Ford Motor Company Multilayer coating for defrosting glass
DE19958878B4 (de) * 1999-12-07 2012-01-19 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Dünnschicht-Solarzelle
EP1362834A1 (fr) * 2002-05-06 2003-11-19 Glaverbel Substrat transparent comportant une couche conductrice
US7335421B2 (en) * 2005-07-20 2008-02-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Heatable windshield
US20080105298A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US9099673B2 (en) * 2006-11-17 2015-08-04 Saint-Gobain Glass France Electrode for an organic light-emitting device, acid etching thereof and also organic light-emitting device incorporating it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012138194A3 (en) * 2011-04-08 2013-01-10 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and manufacturing method thereof
US9735294B2 (en) 2011-04-08 2017-08-15 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
FR2922886A1 (fr) 2009-05-01
WO2009056732A3 (fr) 2009-06-25
CN101910082A (zh) 2010-12-08
FR2922886B1 (fr) 2010-10-29
EP2212258A2 (fr) 2010-08-04
WO2009056732A2 (fr) 2009-05-07
JP5330400B2 (ja) 2013-10-30
US20100282301A1 (en) 2010-11-11
JP2011501455A (ja) 2011-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100089854A (ko) 개선된 비저항을 갖는 층으로 코팅된 유리 기재
EP2100335B1 (en) Zinc oxide based front electrode doped with yttrium for use in photovoltaic device or the like
US20100300512A1 (en) Made to elements capable of collecting light
KR20100047296A (ko) 태양전지 전면용 기재 및 태양전지 전면용 기재의 용도
US20080308147A1 (en) Rear electrode structure for use in photovoltaic device such as CIGS/CIS photovoltaic device and method of making same
US8445373B2 (en) Method of enhancing the conductive and optical properties of deposited indium tin oxide (ITO) thin films
KR20110014168A (ko) 광전지 및 이를 위한 기재
US8354586B2 (en) Transparent conductor film stack with cadmium stannate, corresponding photovoltaic device, and method of making same
EP2340564A2 (en) Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
KR20100119871A (ko) 광전지 및 광전지 기재
JP2012511247A (ja) 光起電力パネルの表面側基板、光起電力パネルおよび光起電力パネルの表面側用基板の使用
CN102781867A (zh) 光伏电池
KR20120125269A (ko) 구조화 ｔｃｏ 보호 코팅을 제조하는 방법
JP4540311B2 (ja) 透明導電膜及びその製造方法
TWI538227B (zh) 具有抗反射塗層之光伏打電池
US20130319523A1 (en) Conductive transparent glass substrate for photovoltaic cell
US20110180130A1 (en) Highly-conductive and textured front transparent electrode for a-si thin-film solar cells, and/or method of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right